JP3749690B2 - 心電信号処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浴槽内に設置された電極によって検知された入浴者の心電信号に基づいて、入浴者の心拍数を算出する心拍数算出処理等の所定の信号処理を行う心電信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平５−９５９２１号公報に開示されているように、浴槽に浸かっている入浴者の心拍数や心電波形等の心電情報を入浴者等に報知する心電情報報知システムが従来から提案されている。
【０００３】
この心電情報報知システムは、図１２に示すように、浴槽Ｂに浸かっている入浴者の心電信号を検知するために浴槽Ｂ内に設置される一対の心拍検出電極５１ａ、５１ｂ及び中性点電極５１ｃと、この心拍検出電極５１ａ、５１ｂによって検出された入浴者の心電信号に基づいて、心拍数等の数値化された心拍データを作成するＣＰＵ等からなる心拍データ作成部やこの心拍データ作成部によって作成された心拍データを表示する表示部等を備えた、浴室内に設置される本体部５２とから構成されており、浴槽Ｂに浸かった入浴者が、本体部５２のスイッチをＯＮすることによって、心拍数等の入浴者自身の心電情報が本体部５２の表示部に連続的に表示されるようになっている。従って、入浴者は、本体部５２に表示される心電情報に基づいて、心臓の状態変化を的確に把握することができ、心臓の負担が大きくなる前に浴槽Ｂから出ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した心電情報報知システム５０では、同図に示すように、浴槽Ｂの短手方向に対向する壁面の一端側に固定設置されている一対の心拍検出電極５１ａ、５１ｂによって検出された心電信号に基づいて、心拍データ作成部が入浴者の心拍数等の心拍データを作成するようになっているだけなので、例えば、親子二人が浴槽Ｂに同時に浸かった場合のように、二人の入浴者が浴槽Ｂの長手方向に並んで浸かった場合には、図１３に示すように、心拍検出電極５１ａ、５１ｂに近いほうの入浴者の信号レベルが高い心電信号ｓＨと、心拍検出電極５１ａ、５１ｂから遠いほうの入浴者の信号レベルが低い心電信号ｓＬとが混在した状態の心電信号Ｓが一対の心拍検出電極５１ａ、５１ｂによって検出されることになり、二人の入浴者それぞれに対する心拍数等の算出処理をそれぞれ適正に実行することができなくなるといった問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、浴槽内に二人の入浴者が浸かっている場合でも、それぞれの入浴者に対して心拍数算出処理等の所定の処理を確実に実行することのできる心電信号処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽の異なる位置に設置された二対の電極と、前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを備え、前記信号処理部は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号が含まれている場合は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙに、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙのうち、一方の心電信号Ｘに含まれている信号レベルの低い心電信号ｘＬが、他方の心電信号Ｙに含まれている、前記心電信号ｘＬに対応する心電信号ｙＨと同一の信号レベルになるように、一方の心電信号Ｘをα倍し、α倍された心電信号Ｘ′から他方の心電信号Ｙを差し引くと共に、一方の心電信号Ｘに含まれている信号レベルの高い心電信号ｘＨに対応する、他方の心電信号Ｙに含まれている心電信号ｙＬが、前記心電信号ｘＨと同一の信号レベルになるように、他方の心電信号Ｙをβ倍し、β倍された他方の心電信号Ｙ′から一方の心電信号Ｘを差し引くことによって、二対の前記電極によって検出された心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号をそれぞれ抽出し、抽出されたそれぞれの心電信号に基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする心電信号処理装置を提供するものである。
【０００７】
以上のように、この心電信号処理装置では、異なる位置に設置された二対の電極によって、入浴者の心電信号を検出するようにしたので、二対の電極によってそれぞれ検出された心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号ｘＨ、ｙＬ及びｘＬ、ｙＨが含まれている場合は、浴槽に二人の入浴者が浸かっていると判断することができ、浴槽に浸かっている入浴者が二人の場合には、浴槽に浸かっている入浴者が一人の場合とは異なる特有の処理を実行することが可能となる。
【０００８】
また、二人の入浴者が浴槽に浸かっている場合は、心電信号Ｘに含まれている信号レベルの低い心電信号ｘＬが、心電信号Ｙに含まれている、心電信号ｘＬに対応する心電信号ｙＨと同一の信号レベルになるように、一方の心電信号Ｘをα倍し、α倍された心電信号Ｘ′から心電信号Ｙを差し引くことによって、信号レベルの高い心電信号ｘＨ、即ち、心電信号Ｘを検出している電極に近いほうの入浴者の心電信号のみを心電信号Ｘから確実に抽出することができ、心電信号Ｘに含まれている信号レベルの高い心電信号ｘＨに対応する、心電信号Ｙに含まれている心電信号ｙＬが、心電信号ｘＨと同一の信号レベルになるように、心電信号Ｙをβ倍し、β倍された心電信号Ｙ′から心電信号Ｘを差し引くことによって、信号レベルの高い心電信号ｙＨ、即ち、心電信号Ｙを検出している電極に近いほうの入浴者の心電信号のみを心電信号Ｙから確実に抽出することができる。
【０００９】
このように、二対の電極によって検出された心電信号Ｘ、Ｙに所定の処理を施すことで、心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号をそれぞれ抽出することが可能になるので、浴槽内に浸かっている二人の入浴者のそれぞれに対して心拍数算出処理等の所定の処理を確実に実行することができる。
【００１０】
また、二人の入浴者が浴槽に同時に浸かる場合、二対の電極からそれぞれの入浴者までの距離が大きく変動することはないので、請求項２にかかる発明の心電信号処理装置のように、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号を抽出する際に、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βとして、二対の前記電極の設置位置に基づいて定められた既定値を使用するようにしておくと、倍率α、βをその都度算出する必要がなく、心電信号の分離処理を迅速に実行することができる。
【００１１】
また、二人の入浴者が相互に向き合うように浴槽に浸かった場合は、一方の入浴者の心電信号が基準レベルより高く、他方の入浴者の心電信号が基準レベルより低く検出されるので、請求項３にかかる発明の心電信号処理装置のように、浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽に設置された一対の電極と、前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを設け、前記信号処理部は、一対の前記電極によって検出された心電信号が、基準レベルより高い高レベル信号と、基準レベルより低い低レベル信号とから構成されている場合は、一対の前記電極によって検出された心電信号に、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、前記信号処理部が、前記高レベル信号及び前記低レベル信号のそれぞれに基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うことで、二人の入浴者の心拍数等を個別に算出することができる。
【００１２】
ただし、一対の電極によって入浴者の心電信号を検出する場合は、電極から遠いほうの入浴者の心電信号の信号レベルが低くなるので、請求項４にかかる発明の心電信号処理装置のように、浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽の異なる位置に設置された二対の電極と、前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを備え、前記信号処理部は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号が、基準レベルより高い高レベル信号と、基準レベルより低い低レベル信号とから構成されている場合は、二対の前記電極によって検出された心電信号に、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、前記信号処理部が、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号に対して、それぞれの心電信号を構成している前記高レベル信号及び前記低レベル信号のうち、基準レベルとの差の絶対値が大きい前記高レベル信号及び前記低レベル信号に基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにすると、二人の入浴者の心拍数等を高精度に算出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の心電信号処理装置を使用した心電情報報知システムを示している。同図に示すように、この心電情報報知システム１は、浴室Ｒ内に設置された浴槽Ｂに対する自動注湯機能や追焚機能の他、シャワーやカラン等への給湯機能を備えた風呂追焚機能付給湯器１０と、この風呂追焚機能付給湯器１０を操作するための操作手段として、浴室Ｒ及び台所に設置される浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂと、浴槽Ｂに浸かっている入浴者の心電信号を検出するために浴槽Ｂ内に設置される心拍検出電極３０と、これらの心拍検出電極３０がそれぞれ接続され、心拍検出電極３０によって検出された心電信号に基づいて、１分間当りの心拍数に数値化された心拍データを作成する心拍数演算ユニット４０とを備えており、心拍検出電極３０及び心拍数演算ユニット４０が本発明にかかる心電信号処理装置に相当する。なお、図１では、通信系統を破線で、電源系統を実線で表示してある。
【００１４】
前記風呂追焚機能付給湯器１０、前記浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂには、通信手段であるシリアルインターフェースを介して相互に通信可能なコントローラ１１、２１ａ、２１ｂがそれぞれ搭載されており、これらのコントローラ１１、２１ａ、２１ｂが相互に連携をとりながら、風呂追焚機能付給湯器１０の運転動作を統括的に制御している。
【００１５】
また、浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂは、風呂設定温度、給湯設定温度等の給湯器関連情報や入浴者の心拍数等の心電関連情報等を表示する表示部２２ａ、２２ｂをそれぞれ備えており、これらの表示部２２ａ、２２ｂには、給湯器関連情報または心電関連情報のいずれを表示させるのかを切り替える（選択する）ための報知モード切替（選択）用のメニュースイッチ（図示せず）が表示されるようになっている。
【００１６】
前記心拍検出電極３０は、図２に示すように、浴槽Ｂの短手方向に対向する側壁Ｂ１、Ｂ２に、相互に対向するようにそれぞれ取り付けられた二対の電極（＋電極３１ａ、−電極３１ｂ及び＋電極３２ａ、−電極３２ｂ）と、浴槽Ｂにおける長手方向に対向する側壁Ｂ３、Ｂ４のいずれか一方に取り付けられた中性点電極３３とから構成されており、二対の電極（＋電極３１ａ、−電極３１ｂ及び＋電極３２ａ、−電極３２ｂ）は、入浴者が浴槽Ｂの対向する側壁Ｂ３、Ｂ４のいずれに背を向けて浴槽Ｂに浸かった場合でも、いずれか一方がその入浴者の心臓を概ね挟むように、側壁Ｂ３、Ｂ４の両端側にそれぞれ配置されている。なお、各心拍検出電極３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３は、浴槽Ｂに貯留された湯水を介して心電信号が検出されるように、所定の高さ位置に設置されている。
【００１７】
前記心拍数演算ユニット４０は、通信手段であるシリアルインターフェースを介して、浴室用操作リモコン２０ａや台所用操作リモコン２０ｂに通信可能に接続されており、この心拍数演算ユニット４０によって作成された心拍データ（１分間当りの心拍数）が、所定の時間間隔（例えば、２秒間隔）で浴室用操作リモコン２０ａや台所用操作リモコン２０ｂのコントローラ２１ａ、２１ｂに送信されるようになっている。
【００１８】
この心拍数演算ユニット４０は、図３に示すように、一対の心拍検出電極３１ａ、３１ｂ及び一対の心拍検出電極３２ａ、３２ｂによってそれぞれ検出された心電信号から周波数の高いインパルスノイズを除去する第１フィルタ回路４１ａ、４１ｂと、この第１フィルタ回路４１ａ、４１ｂによってノイズが除去された心電信号をそれぞれ増幅する差動増幅回路４２ａ、４２ｂと、この差動増幅回路４２ａ、４２ｂによって増幅された心電信号からそれぞれ電源周波数以上のノイズを除去する第２フィルタ回路４３ａ、４３ｂと、この第２フィルタ回路４３ａ、４３ｂによってノイズが除去されたそれぞれの心電信号を再度増幅する増幅回路４４ａ、４４ｂと、この増幅回路４４ａ、４４ｂによって増幅されたそれぞれの心電信号が入力されるマイクロコンピュータ４５とを備えており、このマイクロコンピュータ４５が、入力された心電信号に基づいて１分間当りの心拍数等の心拍データを作成し、この心拍データをシリアルインターフェース（Ｉ／Ｆ）４６を介して浴室用操作リモコン２０ａや台所用操作リモコン２０ｂのコントローラ２１ａ、２１ｂに送信するようになっている。
【００１９】
以上のように、心拍データを作成するマイクロコンピュータ４５には、心拍検出電極３１ａ、３１ｂ及び心拍検出電極３２ａ、３２ｂによってそれぞれ検出された２種類の心電信号が入力されるようになっているが、マイクロコンピュータ４５は、入力された２種類の心電信号に基づいて、浴槽Ｂに浸かっている入浴者が一人なのか、二人なのかを判断し、それぞれの場合について、異なる処理を実行するようになっている。以下、浴槽Ｂに浸かっている入浴者が一人の場合と二人の場合とに分けて、マイクロコンピュータ４５が実行する処理について説明する。
【００２０】
まず、図４に示すように、一人の入浴者Ｈ１が、側壁Ｂ４に背を向けて浴槽Ｂに浸かった場合は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、入浴者Ｈ１の心臓に近いほうの心拍検出電極３１ａ、３１ｂによって検出される心電信号Ｘはその信号レベルが高くなっており、入浴者Ｈ１の心臓から遠いほうの心拍検出電極３２ａ、３２ｂによって検出される心電信号Ｙはその信号レベルが低くなっているが、いずれの心電信号も同一レベルの１種類の心電信号であるので、マイクロコンピュータ４５は、入力された双方の心電信号Ｘ、Ｙは一人の入浴者の心電信号であると判断し、同図（ａ）に示すような信号レベルの高い心電信号Ｘに基づいて、心拍データ（１分間当りの心拍数等）の作成処理を実行する。
【００２１】
これに対して、図６に示すように、親子二人が同時に浴槽Ｂに浸かった場合のように、それぞれ中性点電極３３が取り付けられている浴槽Ｂの側壁Ｂ３側を向いた状態で、浴槽Ｂの長手方向に二人の入浴者Ｈ１、Ｈ２が並んで浸かった場合は、図７（ａ）、（ｂ）に示すような２種類の心電信号Ｘ、Ｙが、マイクロコンピュータ４５に入力されることになる。即ち、心拍検出電極３１ａ、３１ｂによって検出された心電信号Ｘは、同図（ａ）に示すように、信号レベルが高い、心拍検出電極３１ａ、３１ｂに近いほうの入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨと、信号レベルが低い、心拍検出電極３１ａ、３１ｂから遠いほうの入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬとが混在した状態になっており、心拍検出電極３２ａ、３２ｂによって検出された心電信号Ｙは、同図（ｂ）に示すように、信号レベルが高い、心拍検出電極３２ａ、３２ｂに近いほうの入浴者Ｈ２の心電信号ｙＨと、信号レベルが低い、心拍検出電極３２ａ、３２ｂから遠いほうの入浴者Ｈ１の心電信号ｙＬとが混在した状態になっている。
【００２２】
このように、入力される心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号が含まれている場合、マイクロコンピュータ４５は、それぞれの心電信号Ｘ、Ｙに、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、以下のような処理を実行する。
【００２３】
図８（ａ）、（ｂ）は、心拍検出電極３１ａ、３１ｂ及び心拍検出電極３２ａ、３２ｂによってそれぞれ検出された心電信号Ｘ、Ｙを、時刻Ｔ１に検出された入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨ、ｙＬと、時刻Ｔ２に検出された入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬ、ｙＨとが相互に重ならないような状態で模式的に示したものであり、この模式的に示した心電信号Ｘ、Ｙを用いて、マイクロコンピュータ４５が実行する処理を、図９及び図１０を参照しながら概念的に説明する。なお、心電信号ｘＨ、ｘＬ及び心電信号ｙＨ、ｙＬの信号レベルは、それぞれＬｘＨ、ＬｘＬ及びＬｙＨ、ＬｙＬである。
【００２４】
図８に示すような２種類の心電信号Ｘ、Ｙがマイクロコンピュータ４５に入力されると、マイクロコンピュータ４５は、まず、心電信号Ｘにおける信号レベルの低い入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬの信号レベルＬｘＬを、心電信号Ｙにおける入浴者Ｈ２の心電信号ｙＨの信号レベルＬｙＨにするために、心電信号Ｘに掛ける倍率α（＝ＬｙＨ／ＬｘＬ）と、心電信号Ｙにおける信号レベルの低い入浴者Ｈ１の心電信号ｙＬの信号レベルＬｙＬを、心電信号Ｘにおける入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨの信号レベルＬｘＨにするために、心電信号Ｙに掛ける倍率β（＝ＬｘＨ／ＬｙＬ）とをそれぞれ算出する。
【００２５】
そして、図９（ａ）に示すように、心電信号Ｘ全体に倍率αを掛けることによって、信号レベルが心電信号ｙＨに等しい入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬ′と入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨ′とを含む心電信号Ｘ′を生成した後、同図（ｂ）に示すように、生成した心電信号Ｘ′から心電信号Ｙを差し引くことによって、同図（ｃ）に示すように、心電信号ｘＬ′が消去され、信号レベルが（αＬｘＨ−ＬｙＬ）である入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨ″のみを含む心電信号Ｘ″を生成する。
【００２６】
また、図１０（ａ）に示すように、心電信号Ｙ全体に倍率βを掛けることによって、信号レベルが心電信号ｘＨに等しい入浴者Ｈ１の心電信号ｙＬ′と入浴者Ｈ２の心電信号ｙＨ′とを含む心電信号Ｙ′を生成した後、同図（ｂ）に示すように、生成した心電信号Ｙ′から心電信号Ｘを差し引くことによって、同図（ｃ）に示すように、心電信号ｙＬ′が消去され、信号レベルが（βＬｙＨ−ＬｘＬ）である入浴者Ｈ２の心電信号ｙＨ″のみを含む心電信号Ｙ″を生成する。
【００２７】
このように、マイクロコンピュータ４５が生成した心電信号Ｘ″、Ｙ″には、マイクロコンピュータ４５に入力された心電信号Ｘ、Ｙにおいて混在していた入浴者Ｈ１、Ｈ２の心電信号が個別に抽出されているので、心電信号Ｘ″、Ｙ″に基づいて、入浴者Ｈ１、Ｈ２の心拍データ（１分間当りの心拍数等）の作成処理を実行することによって、入浴者Ｈ１、Ｈ２のそれぞれの心拍データを作成する。
【００２８】
なお、浴槽Ｂに浸かっている入浴者Ｈ１、Ｈ２が動いたり、入浴者Ｈ１、Ｈ２が動くことによって浴槽Ｂ内の湯水が波打ったりすると、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βの値も変動するので、マイクロコンピュータ４５は、一定時間毎に倍率α、βを算出することによって、常時、最適な倍率α、βを使用するようになっている。
【００２９】
以上のように構成された心電情報報知システム１では、浴室用操作リモコン２０ａまたは台所用操作リモコン２０ｂの運転スイッチをＯＮすると、浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂの表示部２２ａ、２２ｂに、風呂設定温度や給湯設定温度等の給湯器関連情報が自動的に表示されるが、浴槽Ｂに浸かった入浴者または入浴者以外の家族の人が、浴室用操作リモコン２０ａまたは台所用操作リモコン２０ｂを操作することによって、報知モード切替（選択）用のメニュースイッチを表示させ、このメニュースイッチによって心電関連情報の報知モードに切り替えると、浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂの表示部２２ａ、２２ｂに入浴者の心拍数が表示される。
【００３０】
以上のように、この心電信号処理装置１では、二対の電極（＋電極３１ａ、−電極３１ｂ及び＋電極３２ａ、−電極３２ｂ）によって検出された心電信号Ｘ、Ｙをマイクロコンピュータ４５に入力し、入力された心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号が含まれている場合は、浴槽Ｂに二人の入浴者が浸かっていると判断し、入力された心電信号Ｘ、Ｙにマイクロコンピュータ４５が所定の処理を施すことで、心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号をそれぞれ抽出するようにしたので、浴槽Ｂ内に浸かっている二人の入浴者のそれぞれに対して心拍数算出処理等の所定の処理を確実に実行することができる。
【００３１】
なお、上述した実施形態では、二対の電極（＋電極３１ａ、−電極３１ｂ及び＋電極３２ａ、−電極３２ｂ）によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号を抽出する際に、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βを、マイクロコンピュータ４５に入力された心電信号Ｘ、Ｙからその都度算出するようにしているが、二人の入浴者が浴槽Ｂに同時に浸かる場合、二対の電極からそれぞれの入浴者までの距離が大きく変動することはないので、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βとして、浴槽Ｂの大きさや二対の電極の設置位置等を考慮して予め定められた既定値を使用することも可能である。
【００３２】
このように、倍率α、βとして既定値を使用すると、倍率α、βをその都度算出する必要がなく、各入浴者の心電信号の抽出処理を迅速に実行することができるという効果が得られるが、各入浴者の心電信号の抽出処理を行う際、心電信号を抽出しようとする入浴者以外の入浴者の心電信号を完全に消去することができないので、心拍数等の心拍データを作成する際、所定の信号レベルを下回る心電信号を考慮しないようにしておく必要がある。
【００３３】
また、上述した実施形態では、二人の入浴者Ｈ１、Ｈ２が同じ方向を向いて浴槽Ｂに浸かっているので、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、入浴者Ｈ１の心電信号と、入浴者Ｈ２の心電信号とが、共に基準レベルより高く検出されることになるが、二人の入浴者Ｈ１、Ｈ２が相互に向き合うような状態で浴槽Ｂに浸かった場合は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨ、ｙＬは基準レベルより高く、入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬ、ｙＨは基準レベルより低く検出されることになる。このように、二人の入浴者が向き合うような状態で浴槽Ｂに浸かった場合でも、心拍検出電極３１ａ、３１ｂ及び心拍検出電極３２ａ、３２ｂによってそれぞれ検出された心電信号Ｘ、Ｙに含まれる、それぞれの入浴者の心電信号は、基準レベルに対して同一方向にピークが現れることになるので、上述したような心電信号の抽出処理を実行すれば、いずれか一方の入浴者の心電信号が消去され、他方の入浴者の心電信号を確実に抽出することができる。
【００３４】
また、二人の入浴者が向き合うような状態で浴槽Ｂに浸かった場合は、上述したように、一方の入浴者の心電信号が基準レベルより高く、他方の入浴者の心電信号が基準レベルより低く検出されるので、一対の電極だけを浴槽に設置した場合であっても、その一対の電極によって検出された心電信号が、基準レベルより高い高レベル信号と、基準レベルより低い低レベル信号とから構成されている場合は、その検出された心電信号に、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断することができ、高レベル信号及び低レベル信号のそれぞれに基づいて、所定の信号処理を実行することで、二人の入浴者の心拍数等をそれぞれ算出することができる。
【００３５】
ただし、一対の電極によって入浴者の心電信号を検出する場合は、電極から遠いほうの入浴者の心電信号の信号レベルが低くなるので、浴槽の異なる位置に二対の電極を設置し、この二対の電極によって検出されたそれぞれの心電信号に対して、それぞれの心電信号を構成している高レベル信号及び低レベル信号のうち、基準レベルとの差の絶対値が大きい高レベル信号及び低レベル信号（例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示す心電信号Ｘ、Ｙについていえば、高レベル信号としてｘＨ、低レベル信号としてｙＨを採用する）に基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにすると、双方の入浴者の心拍数等を高精度に算出することができる。
【００３６】
また、上述した実施形態では、本発明にかかる心電信号処理装置を使用した心電情報報知システム１について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の心電信号処理装置は、浴槽内に設置された電極によって間接的に検知された入浴者の心電信号に基づいて、種々の信号処理を行う場合に適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる心電信号処理装置が使用されている心電情報報知システムを示す概略構成図である。
【図２】同上の心電信号処理装置を構成している心拍検出電極の設置状態を示す浴槽の平面図である。
【図３】同上の心電信号処理装置を構成している心拍数演算ユニットを示すブロック図である。
【図４】一人の入浴者が浴槽に浸かっている場合における心拍検出電極と入浴者との位置関係を示す図である。
【図５】（ａ）は一人の入浴者が浴槽に浸かっているときに、入浴者の心臓に近い心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図、（ｂ）は一人の入浴者が浴槽に浸かっているときに、入浴者の心臓から遠い心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図である。
【図６】二人の入浴者が浴槽に浸かっている場合における心拍検出電極と入浴者との位置関係を示す図である。
【図７】（ａ）は二人の入浴者が同一方向を向いて浴槽に浸かっているときに、一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図、（ｂ）は二人の入浴者が同一方向を向いて浴槽に浸かっているときに、他の一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図である。
【図８】（ａ）は二人の入浴者が同一方向を向いて浴槽に浸かっているときに、一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を模式的に示した図、（ｂ）は二人の入浴者が同一方向を向いて浴槽に浸かっているときに、他の一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を模式的に示した図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はマイクロコンピュータが二人の入浴者の心電信号が混在している心電信号から一方の入浴者の心電信号を抽出する処理を説明するための説明図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はマイクロコンピュータが二人の入浴者の心電信号が混在している心電信号から他方の入浴者の心電信号を抽出する処理を説明するための説明図である。
【図１１】（ａ）は二人の入浴者が相互に向き合うように浴槽に浸かっているときに、一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図、（ｂ）は二人の入浴者が相互に向き合うように浴槽に浸かっているときに、他の一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図である。
【図１２】従来の心電信号処理装置を示す斜視図である。
【図１３】二人の入浴者が浴槽に浸かっているときに、同上の心電信号処理装置が検出した心電信号を示す図である。
【符号の説明】
１ 心電情報報知システム
１０ 風呂追焚機能付給湯器
２０ａ 浴室用操作リモコン
２０ｂ 台所用操作リモコン
３０ 心拍検出電極（電極）
３１ａ、３２ａ ＋電極
３１ｂ、３２ｂ −電極
３３ 中性点電極
４０ 心拍数演算ユニット（信号処理部）
４５ マイクロコンピュータ
Ｂ 浴槽
Ｒ 浴室
Ｘ、Ｙ 心電信号
α、β 倍率
【発明の属する技術分野】
この発明は、浴槽内に設置された電極によって検知された入浴者の心電信号に基づいて、入浴者の心拍数を算出する心拍数算出処理等の所定の信号処理を行う心電信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平５−９５９２１号公報に開示されているように、浴槽に浸かっている入浴者の心拍数や心電波形等の心電情報を入浴者等に報知する心電情報報知システムが従来から提案されている。
【０００３】
この心電情報報知システムは、図１２に示すように、浴槽Ｂに浸かっている入浴者の心電信号を検知するために浴槽Ｂ内に設置される一対の心拍検出電極５１ａ、５１ｂ及び中性点電極５１ｃと、この心拍検出電極５１ａ、５１ｂによって検出された入浴者の心電信号に基づいて、心拍数等の数値化された心拍データを作成するＣＰＵ等からなる心拍データ作成部やこの心拍データ作成部によって作成された心拍データを表示する表示部等を備えた、浴室内に設置される本体部５２とから構成されており、浴槽Ｂに浸かった入浴者が、本体部５２のスイッチをＯＮすることによって、心拍数等の入浴者自身の心電情報が本体部５２の表示部に連続的に表示されるようになっている。従って、入浴者は、本体部５２に表示される心電情報に基づいて、心臓の状態変化を的確に把握することができ、心臓の負担が大きくなる前に浴槽Ｂから出ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した心電情報報知システム５０では、同図に示すように、浴槽Ｂの短手方向に対向する壁面の一端側に固定設置されている一対の心拍検出電極５１ａ、５１ｂによって検出された心電信号に基づいて、心拍データ作成部が入浴者の心拍数等の心拍データを作成するようになっているだけなので、例えば、親子二人が浴槽Ｂに同時に浸かった場合のように、二人の入浴者が浴槽Ｂの長手方向に並んで浸かった場合には、図１３に示すように、心拍検出電極５１ａ、５１ｂに近いほうの入浴者の信号レベルが高い心電信号ｓＨと、心拍検出電極５１ａ、５１ｂから遠いほうの入浴者の信号レベルが低い心電信号ｓＬとが混在した状態の心電信号Ｓが一対の心拍検出電極５１ａ、５１ｂによって検出されることになり、二人の入浴者それぞれに対する心拍数等の算出処理をそれぞれ適正に実行することができなくなるといった問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、浴槽内に二人の入浴者が浸かっている場合でも、それぞれの入浴者に対して心拍数算出処理等の所定の処理を確実に実行することのできる心電信号処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽の異なる位置に設置された二対の電極と、前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを備え、前記信号処理部は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号が含まれている場合は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙに、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙのうち、一方の心電信号Ｘに含まれている信号レベルの低い心電信号ｘＬが、他方の心電信号Ｙに含まれている、前記心電信号ｘＬに対応する心電信号ｙＨと同一の信号レベルになるように、一方の心電信号Ｘをα倍し、α倍された心電信号Ｘ′から他方の心電信号Ｙを差し引くと共に、一方の心電信号Ｘに含まれている信号レベルの高い心電信号ｘＨに対応する、他方の心電信号Ｙに含まれている心電信号ｙＬが、前記心電信号ｘＨと同一の信号レベルになるように、他方の心電信号Ｙをβ倍し、β倍された他方の心電信号Ｙ′から一方の心電信号Ｘを差し引くことによって、二対の前記電極によって検出された心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号をそれぞれ抽出し、抽出されたそれぞれの心電信号に基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする心電信号処理装置を提供するものである。
【０００７】
以上のように、この心電信号処理装置では、異なる位置に設置された二対の電極によって、入浴者の心電信号を検出するようにしたので、二対の電極によってそれぞれ検出された心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号ｘＨ、ｙＬ及びｘＬ、ｙＨが含まれている場合は、浴槽に二人の入浴者が浸かっていると判断することができ、浴槽に浸かっている入浴者が二人の場合には、浴槽に浸かっている入浴者が一人の場合とは異なる特有の処理を実行することが可能となる。
【０００８】
また、二人の入浴者が浴槽に浸かっている場合は、心電信号Ｘに含まれている信号レベルの低い心電信号ｘＬが、心電信号Ｙに含まれている、心電信号ｘＬに対応する心電信号ｙＨと同一の信号レベルになるように、一方の心電信号Ｘをα倍し、α倍された心電信号Ｘ′から心電信号Ｙを差し引くことによって、信号レベルの高い心電信号ｘＨ、即ち、心電信号Ｘを検出している電極に近いほうの入浴者の心電信号のみを心電信号Ｘから確実に抽出することができ、心電信号Ｘに含まれている信号レベルの高い心電信号ｘＨに対応する、心電信号Ｙに含まれている心電信号ｙＬが、心電信号ｘＨと同一の信号レベルになるように、心電信号Ｙをβ倍し、β倍された心電信号Ｙ′から心電信号Ｘを差し引くことによって、信号レベルの高い心電信号ｙＨ、即ち、心電信号Ｙを検出している電極に近いほうの入浴者の心電信号のみを心電信号Ｙから確実に抽出することができる。
【０００９】
このように、二対の電極によって検出された心電信号Ｘ、Ｙに所定の処理を施すことで、心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号をそれぞれ抽出することが可能になるので、浴槽内に浸かっている二人の入浴者のそれぞれに対して心拍数算出処理等の所定の処理を確実に実行することができる。
【００１０】
また、二人の入浴者が浴槽に同時に浸かる場合、二対の電極からそれぞれの入浴者までの距離が大きく変動することはないので、請求項２にかかる発明の心電信号処理装置のように、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号を抽出する際に、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βとして、二対の前記電極の設置位置に基づいて定められた既定値を使用するようにしておくと、倍率α、βをその都度算出する必要がなく、心電信号の分離処理を迅速に実行することができる。
【００１１】
また、二人の入浴者が相互に向き合うように浴槽に浸かった場合は、一方の入浴者の心電信号が基準レベルより高く、他方の入浴者の心電信号が基準レベルより低く検出されるので、請求項３にかかる発明の心電信号処理装置のように、浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽に設置された一対の電極と、前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを設け、前記信号処理部は、一対の前記電極によって検出された心電信号が、基準レベルより高い高レベル信号と、基準レベルより低い低レベル信号とから構成されている場合は、一対の前記電極によって検出された心電信号に、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、前記信号処理部が、前記高レベル信号及び前記低レベル信号のそれぞれに基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うことで、二人の入浴者の心拍数等を個別に算出することができる。
【００１２】
ただし、一対の電極によって入浴者の心電信号を検出する場合は、電極から遠いほうの入浴者の心電信号の信号レベルが低くなるので、請求項４にかかる発明の心電信号処理装置のように、浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽の異なる位置に設置された二対の電極と、前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを備え、前記信号処理部は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号が、基準レベルより高い高レベル信号と、基準レベルより低い低レベル信号とから構成されている場合は、二対の前記電極によって検出された心電信号に、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、前記信号処理部が、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号に対して、それぞれの心電信号を構成している前記高レベル信号及び前記低レベル信号のうち、基準レベルとの差の絶対値が大きい前記高レベル信号及び前記低レベル信号に基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにすると、二人の入浴者の心拍数等を高精度に算出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の心電信号処理装置を使用した心電情報報知システムを示している。同図に示すように、この心電情報報知システム１は、浴室Ｒ内に設置された浴槽Ｂに対する自動注湯機能や追焚機能の他、シャワーやカラン等への給湯機能を備えた風呂追焚機能付給湯器１０と、この風呂追焚機能付給湯器１０を操作するための操作手段として、浴室Ｒ及び台所に設置される浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂと、浴槽Ｂに浸かっている入浴者の心電信号を検出するために浴槽Ｂ内に設置される心拍検出電極３０と、これらの心拍検出電極３０がそれぞれ接続され、心拍検出電極３０によって検出された心電信号に基づいて、１分間当りの心拍数に数値化された心拍データを作成する心拍数演算ユニット４０とを備えており、心拍検出電極３０及び心拍数演算ユニット４０が本発明にかかる心電信号処理装置に相当する。なお、図１では、通信系統を破線で、電源系統を実線で表示してある。
【００１４】
前記風呂追焚機能付給湯器１０、前記浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂには、通信手段であるシリアルインターフェースを介して相互に通信可能なコントローラ１１、２１ａ、２１ｂがそれぞれ搭載されており、これらのコントローラ１１、２１ａ、２１ｂが相互に連携をとりながら、風呂追焚機能付給湯器１０の運転動作を統括的に制御している。
【００１５】
また、浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂは、風呂設定温度、給湯設定温度等の給湯器関連情報や入浴者の心拍数等の心電関連情報等を表示する表示部２２ａ、２２ｂをそれぞれ備えており、これらの表示部２２ａ、２２ｂには、給湯器関連情報または心電関連情報のいずれを表示させるのかを切り替える（選択する）ための報知モード切替（選択）用のメニュースイッチ（図示せず）が表示されるようになっている。
【００１６】
前記心拍検出電極３０は、図２に示すように、浴槽Ｂの短手方向に対向する側壁Ｂ１、Ｂ２に、相互に対向するようにそれぞれ取り付けられた二対の電極（＋電極３１ａ、−電極３１ｂ及び＋電極３２ａ、−電極３２ｂ）と、浴槽Ｂにおける長手方向に対向する側壁Ｂ３、Ｂ４のいずれか一方に取り付けられた中性点電極３３とから構成されており、二対の電極（＋電極３１ａ、−電極３１ｂ及び＋電極３２ａ、−電極３２ｂ）は、入浴者が浴槽Ｂの対向する側壁Ｂ３、Ｂ４のいずれに背を向けて浴槽Ｂに浸かった場合でも、いずれか一方がその入浴者の心臓を概ね挟むように、側壁Ｂ３、Ｂ４の両端側にそれぞれ配置されている。なお、各心拍検出電極３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３は、浴槽Ｂに貯留された湯水を介して心電信号が検出されるように、所定の高さ位置に設置されている。
【００１７】
前記心拍数演算ユニット４０は、通信手段であるシリアルインターフェースを介して、浴室用操作リモコン２０ａや台所用操作リモコン２０ｂに通信可能に接続されており、この心拍数演算ユニット４０によって作成された心拍データ（１分間当りの心拍数）が、所定の時間間隔（例えば、２秒間隔）で浴室用操作リモコン２０ａや台所用操作リモコン２０ｂのコントローラ２１ａ、２１ｂに送信されるようになっている。
【００１８】
この心拍数演算ユニット４０は、図３に示すように、一対の心拍検出電極３１ａ、３１ｂ及び一対の心拍検出電極３２ａ、３２ｂによってそれぞれ検出された心電信号から周波数の高いインパルスノイズを除去する第１フィルタ回路４１ａ、４１ｂと、この第１フィルタ回路４１ａ、４１ｂによってノイズが除去された心電信号をそれぞれ増幅する差動増幅回路４２ａ、４２ｂと、この差動増幅回路４２ａ、４２ｂによって増幅された心電信号からそれぞれ電源周波数以上のノイズを除去する第２フィルタ回路４３ａ、４３ｂと、この第２フィルタ回路４３ａ、４３ｂによってノイズが除去されたそれぞれの心電信号を再度増幅する増幅回路４４ａ、４４ｂと、この増幅回路４４ａ、４４ｂによって増幅されたそれぞれの心電信号が入力されるマイクロコンピュータ４５とを備えており、このマイクロコンピュータ４５が、入力された心電信号に基づいて１分間当りの心拍数等の心拍データを作成し、この心拍データをシリアルインターフェース（Ｉ／Ｆ）４６を介して浴室用操作リモコン２０ａや台所用操作リモコン２０ｂのコントローラ２１ａ、２１ｂに送信するようになっている。
【００１９】
以上のように、心拍データを作成するマイクロコンピュータ４５には、心拍検出電極３１ａ、３１ｂ及び心拍検出電極３２ａ、３２ｂによってそれぞれ検出された２種類の心電信号が入力されるようになっているが、マイクロコンピュータ４５は、入力された２種類の心電信号に基づいて、浴槽Ｂに浸かっている入浴者が一人なのか、二人なのかを判断し、それぞれの場合について、異なる処理を実行するようになっている。以下、浴槽Ｂに浸かっている入浴者が一人の場合と二人の場合とに分けて、マイクロコンピュータ４５が実行する処理について説明する。
【００２０】
まず、図４に示すように、一人の入浴者Ｈ１が、側壁Ｂ４に背を向けて浴槽Ｂに浸かった場合は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、入浴者Ｈ１の心臓に近いほうの心拍検出電極３１ａ、３１ｂによって検出される心電信号Ｘはその信号レベルが高くなっており、入浴者Ｈ１の心臓から遠いほうの心拍検出電極３２ａ、３２ｂによって検出される心電信号Ｙはその信号レベルが低くなっているが、いずれの心電信号も同一レベルの１種類の心電信号であるので、マイクロコンピュータ４５は、入力された双方の心電信号Ｘ、Ｙは一人の入浴者の心電信号であると判断し、同図（ａ）に示すような信号レベルの高い心電信号Ｘに基づいて、心拍データ（１分間当りの心拍数等）の作成処理を実行する。
【００２１】
これに対して、図６に示すように、親子二人が同時に浴槽Ｂに浸かった場合のように、それぞれ中性点電極３３が取り付けられている浴槽Ｂの側壁Ｂ３側を向いた状態で、浴槽Ｂの長手方向に二人の入浴者Ｈ１、Ｈ２が並んで浸かった場合は、図７（ａ）、（ｂ）に示すような２種類の心電信号Ｘ、Ｙが、マイクロコンピュータ４５に入力されることになる。即ち、心拍検出電極３１ａ、３１ｂによって検出された心電信号Ｘは、同図（ａ）に示すように、信号レベルが高い、心拍検出電極３１ａ、３１ｂに近いほうの入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨと、信号レベルが低い、心拍検出電極３１ａ、３１ｂから遠いほうの入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬとが混在した状態になっており、心拍検出電極３２ａ、３２ｂによって検出された心電信号Ｙは、同図（ｂ）に示すように、信号レベルが高い、心拍検出電極３２ａ、３２ｂに近いほうの入浴者Ｈ２の心電信号ｙＨと、信号レベルが低い、心拍検出電極３２ａ、３２ｂから遠いほうの入浴者Ｈ１の心電信号ｙＬとが混在した状態になっている。
【００２２】
このように、入力される心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号が含まれている場合、マイクロコンピュータ４５は、それぞれの心電信号Ｘ、Ｙに、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、以下のような処理を実行する。
【００２３】
図８（ａ）、（ｂ）は、心拍検出電極３１ａ、３１ｂ及び心拍検出電極３２ａ、３２ｂによってそれぞれ検出された心電信号Ｘ、Ｙを、時刻Ｔ１に検出された入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨ、ｙＬと、時刻Ｔ２に検出された入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬ、ｙＨとが相互に重ならないような状態で模式的に示したものであり、この模式的に示した心電信号Ｘ、Ｙを用いて、マイクロコンピュータ４５が実行する処理を、図９及び図１０を参照しながら概念的に説明する。なお、心電信号ｘＨ、ｘＬ及び心電信号ｙＨ、ｙＬの信号レベルは、それぞれＬｘＨ、ＬｘＬ及びＬｙＨ、ＬｙＬである。
【００２４】
図８に示すような２種類の心電信号Ｘ、Ｙがマイクロコンピュータ４５に入力されると、マイクロコンピュータ４５は、まず、心電信号Ｘにおける信号レベルの低い入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬの信号レベルＬｘＬを、心電信号Ｙにおける入浴者Ｈ２の心電信号ｙＨの信号レベルＬｙＨにするために、心電信号Ｘに掛ける倍率α（＝ＬｙＨ／ＬｘＬ）と、心電信号Ｙにおける信号レベルの低い入浴者Ｈ１の心電信号ｙＬの信号レベルＬｙＬを、心電信号Ｘにおける入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨの信号レベルＬｘＨにするために、心電信号Ｙに掛ける倍率β（＝ＬｘＨ／ＬｙＬ）とをそれぞれ算出する。
【００２５】
そして、図９（ａ）に示すように、心電信号Ｘ全体に倍率αを掛けることによって、信号レベルが心電信号ｙＨに等しい入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬ′と入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨ′とを含む心電信号Ｘ′を生成した後、同図（ｂ）に示すように、生成した心電信号Ｘ′から心電信号Ｙを差し引くことによって、同図（ｃ）に示すように、心電信号ｘＬ′が消去され、信号レベルが（αＬｘＨ−ＬｙＬ）である入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨ″のみを含む心電信号Ｘ″を生成する。
【００２６】
また、図１０（ａ）に示すように、心電信号Ｙ全体に倍率βを掛けることによって、信号レベルが心電信号ｘＨに等しい入浴者Ｈ１の心電信号ｙＬ′と入浴者Ｈ２の心電信号ｙＨ′とを含む心電信号Ｙ′を生成した後、同図（ｂ）に示すように、生成した心電信号Ｙ′から心電信号Ｘを差し引くことによって、同図（ｃ）に示すように、心電信号ｙＬ′が消去され、信号レベルが（βＬｙＨ−ＬｘＬ）である入浴者Ｈ２の心電信号ｙＨ″のみを含む心電信号Ｙ″を生成する。
【００２７】
このように、マイクロコンピュータ４５が生成した心電信号Ｘ″、Ｙ″には、マイクロコンピュータ４５に入力された心電信号Ｘ、Ｙにおいて混在していた入浴者Ｈ１、Ｈ２の心電信号が個別に抽出されているので、心電信号Ｘ″、Ｙ″に基づいて、入浴者Ｈ１、Ｈ２の心拍データ（１分間当りの心拍数等）の作成処理を実行することによって、入浴者Ｈ１、Ｈ２のそれぞれの心拍データを作成する。
【００２８】
なお、浴槽Ｂに浸かっている入浴者Ｈ１、Ｈ２が動いたり、入浴者Ｈ１、Ｈ２が動くことによって浴槽Ｂ内の湯水が波打ったりすると、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βの値も変動するので、マイクロコンピュータ４５は、一定時間毎に倍率α、βを算出することによって、常時、最適な倍率α、βを使用するようになっている。
【００２９】
以上のように構成された心電情報報知システム１では、浴室用操作リモコン２０ａまたは台所用操作リモコン２０ｂの運転スイッチをＯＮすると、浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂの表示部２２ａ、２２ｂに、風呂設定温度や給湯設定温度等の給湯器関連情報が自動的に表示されるが、浴槽Ｂに浸かった入浴者または入浴者以外の家族の人が、浴室用操作リモコン２０ａまたは台所用操作リモコン２０ｂを操作することによって、報知モード切替（選択）用のメニュースイッチを表示させ、このメニュースイッチによって心電関連情報の報知モードに切り替えると、浴室用操作リモコン２０ａ及び台所用操作リモコン２０ｂの表示部２２ａ、２２ｂに入浴者の心拍数が表示される。
【００３０】
以上のように、この心電信号処理装置１では、二対の電極（＋電極３１ａ、−電極３１ｂ及び＋電極３２ａ、−電極３２ｂ）によって検出された心電信号Ｘ、Ｙをマイクロコンピュータ４５に入力し、入力された心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号が含まれている場合は、浴槽Ｂに二人の入浴者が浸かっていると判断し、入力された心電信号Ｘ、Ｙにマイクロコンピュータ４５が所定の処理を施すことで、心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号をそれぞれ抽出するようにしたので、浴槽Ｂ内に浸かっている二人の入浴者のそれぞれに対して心拍数算出処理等の所定の処理を確実に実行することができる。
【００３１】
なお、上述した実施形態では、二対の電極（＋電極３１ａ、−電極３１ｂ及び＋電極３２ａ、−電極３２ｂ）によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号を抽出する際に、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βを、マイクロコンピュータ４５に入力された心電信号Ｘ、Ｙからその都度算出するようにしているが、二人の入浴者が浴槽Ｂに同時に浸かる場合、二対の電極からそれぞれの入浴者までの距離が大きく変動することはないので、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βとして、浴槽Ｂの大きさや二対の電極の設置位置等を考慮して予め定められた既定値を使用することも可能である。
【００３２】
このように、倍率α、βとして既定値を使用すると、倍率α、βをその都度算出する必要がなく、各入浴者の心電信号の抽出処理を迅速に実行することができるという効果が得られるが、各入浴者の心電信号の抽出処理を行う際、心電信号を抽出しようとする入浴者以外の入浴者の心電信号を完全に消去することができないので、心拍数等の心拍データを作成する際、所定の信号レベルを下回る心電信号を考慮しないようにしておく必要がある。
【００３３】
また、上述した実施形態では、二人の入浴者Ｈ１、Ｈ２が同じ方向を向いて浴槽Ｂに浸かっているので、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、入浴者Ｈ１の心電信号と、入浴者Ｈ２の心電信号とが、共に基準レベルより高く検出されることになるが、二人の入浴者Ｈ１、Ｈ２が相互に向き合うような状態で浴槽Ｂに浸かった場合は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、入浴者Ｈ１の心電信号ｘＨ、ｙＬは基準レベルより高く、入浴者Ｈ２の心電信号ｘＬ、ｙＨは基準レベルより低く検出されることになる。このように、二人の入浴者が向き合うような状態で浴槽Ｂに浸かった場合でも、心拍検出電極３１ａ、３１ｂ及び心拍検出電極３２ａ、３２ｂによってそれぞれ検出された心電信号Ｘ、Ｙに含まれる、それぞれの入浴者の心電信号は、基準レベルに対して同一方向にピークが現れることになるので、上述したような心電信号の抽出処理を実行すれば、いずれか一方の入浴者の心電信号が消去され、他方の入浴者の心電信号を確実に抽出することができる。
【００３４】
また、二人の入浴者が向き合うような状態で浴槽Ｂに浸かった場合は、上述したように、一方の入浴者の心電信号が基準レベルより高く、他方の入浴者の心電信号が基準レベルより低く検出されるので、一対の電極だけを浴槽に設置した場合であっても、その一対の電極によって検出された心電信号が、基準レベルより高い高レベル信号と、基準レベルより低い低レベル信号とから構成されている場合は、その検出された心電信号に、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断することができ、高レベル信号及び低レベル信号のそれぞれに基づいて、所定の信号処理を実行することで、二人の入浴者の心拍数等をそれぞれ算出することができる。
【００３５】
ただし、一対の電極によって入浴者の心電信号を検出する場合は、電極から遠いほうの入浴者の心電信号の信号レベルが低くなるので、浴槽の異なる位置に二対の電極を設置し、この二対の電極によって検出されたそれぞれの心電信号に対して、それぞれの心電信号を構成している高レベル信号及び低レベル信号のうち、基準レベルとの差の絶対値が大きい高レベル信号及び低レベル信号（例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示す心電信号Ｘ、Ｙについていえば、高レベル信号としてｘＨ、低レベル信号としてｙＨを採用する）に基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにすると、双方の入浴者の心拍数等を高精度に算出することができる。
【００３６】
また、上述した実施形態では、本発明にかかる心電信号処理装置を使用した心電情報報知システム１について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の心電信号処理装置は、浴槽内に設置された電極によって間接的に検知された入浴者の心電信号に基づいて、種々の信号処理を行う場合に適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる心電信号処理装置が使用されている心電情報報知システムを示す概略構成図である。
【図２】同上の心電信号処理装置を構成している心拍検出電極の設置状態を示す浴槽の平面図である。
【図３】同上の心電信号処理装置を構成している心拍数演算ユニットを示すブロック図である。
【図４】一人の入浴者が浴槽に浸かっている場合における心拍検出電極と入浴者との位置関係を示す図である。
【図５】（ａ）は一人の入浴者が浴槽に浸かっているときに、入浴者の心臓に近い心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図、（ｂ）は一人の入浴者が浴槽に浸かっているときに、入浴者の心臓から遠い心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図である。
【図６】二人の入浴者が浴槽に浸かっている場合における心拍検出電極と入浴者との位置関係を示す図である。
【図７】（ａ）は二人の入浴者が同一方向を向いて浴槽に浸かっているときに、一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図、（ｂ）は二人の入浴者が同一方向を向いて浴槽に浸かっているときに、他の一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図である。
【図８】（ａ）は二人の入浴者が同一方向を向いて浴槽に浸かっているときに、一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を模式的に示した図、（ｂ）は二人の入浴者が同一方向を向いて浴槽に浸かっているときに、他の一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を模式的に示した図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はマイクロコンピュータが二人の入浴者の心電信号が混在している心電信号から一方の入浴者の心電信号を抽出する処理を説明するための説明図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はマイクロコンピュータが二人の入浴者の心電信号が混在している心電信号から他方の入浴者の心電信号を抽出する処理を説明するための説明図である。
【図１１】（ａ）は二人の入浴者が相互に向き合うように浴槽に浸かっているときに、一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図、（ｂ）は二人の入浴者が相互に向き合うように浴槽に浸かっているときに、他の一対の心拍検出電極によって検出される心電信号を示す図である。
【図１２】従来の心電信号処理装置を示す斜視図である。
【図１３】二人の入浴者が浴槽に浸かっているときに、同上の心電信号処理装置が検出した心電信号を示す図である。
【符号の説明】
１ 心電情報報知システム
１０ 風呂追焚機能付給湯器
２０ａ 浴室用操作リモコン
２０ｂ 台所用操作リモコン
３０ 心拍検出電極（電極）
３１ａ、３２ａ ＋電極
３１ｂ、３２ｂ −電極
３３ 中性点電極
４０ 心拍数演算ユニット（信号処理部）
４５ マイクロコンピュータ
Ｂ 浴槽
Ｒ 浴室
Ｘ、Ｙ 心電信号
α、β 倍率
Claims (4)
- 浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽の異なる位置に設置された二対の電極と、
前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙのいずれか一方または双方に、信号レベルの異なる２種類の心電信号が含まれている場合は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙに、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、
二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙのうち、一方の心電信号Ｘに含まれている信号レベルの低い心電信号ｘＬが、他方の心電信号Ｙに含まれている、前記心電信号ｘＬに対応する心電信号ｙＨと同一の信号レベルになるように、一方の心電信号Ｘをα倍し、α倍された心電信号Ｘ′から他方の心電信号Ｙを差し引くと共に、一方の心電信号Ｘに含まれている信号レベルの高い心電信号ｘＨに対応する、他方の心電信号Ｙに含まれている心電信号ｙＬが、前記心電信号ｘＨと同一の信号レベルになるように、他方の心電信号Ｙをβ倍し、β倍された他方の心電信号Ｙ′から一方の心電信号Ｘを差し引くことによって、二対の前記電極によって検出された心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号をそれぞれ抽出し、
抽出されたそれぞれの心電信号に基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする心電信号処理装置。 - 二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号Ｘ、Ｙに混在する二人の入浴者の心電信号を抽出する際に、心電信号Ｘ、Ｙに掛ける倍率α、βとして、二対の前記電極の設置位置に基づいて定められた既定値を使用するようにした請求項１に記載の心電信号処理装置。
- 浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽に設置された一対の電極と、
前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、一対の前記電極によって検出された心電信号が、基準レベルより高い高レベル信号と、基準レベルより低い低レベル信号とから構成されている場合は、一対の前記電極によって検出された心電信号に、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、
前記高レベル信号及び前記低レベル信号のそれぞれに基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする心電信号処理装置。 - 浴槽に浸かっている入浴者の心電信号を前記浴槽に貯留された湯水を介して検出する、浴槽の異なる位置に設置された二対の電極と、
前記電極によって検出された入浴者の心電信号に基づいて、所定の信号処理を行う信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号が、基準レベルより高い高レベル信号と、基準レベルより低い低レベル信号とから構成されている場合は、二対の前記電極によって検出された心電信号に、二人の入浴者の心電信号が混在していると判断し、
二対の前記電極によって検出されたそれぞれの心電信号に対して、それぞれの心電信号を構成している前記高レベル信号及び前記低レベル信号のうち、基準レベルとの差の絶対値が大きい前記高レベル信号及び前記低レベル信号に基づいて、所定の信号処理をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする心電信号処理装置。
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